在城市內澇問題日益嚴峻的今天,淺層調蓄技術作為一種高效、經濟且靈活的解決方案,正逐漸成為城市內澇防治體系中的“地下先鋒”。本文將深入探討這項技術的原理、形式、優勢及實踐應用,展現其如何在地下空間為城市筑起一道隱形的防線。
一、淺層調蓄技術為何成為“地下先鋒”
隨著城市化進程加快,不透水面積持續增加,城市水文氣象條件發生顯著變化,導致暴雨頻次與強度上升,內澇風險加劇。面對這一挑戰,傳統排水系統往往顯得力不從心,而大規模建設深層隧道等灰色基礎設施又面臨投資巨大、施工周期長、地下空間占用多等制約。
該技術正是基于“源頭減排、蓄排結合”的理念,利用城市淺層地下空間(通常指地表下0.5米至2.0米)來滯蓄雨水徑流的新型生態技術。它能夠在降雨高峰期臨時儲存雨水,削減洪峰流量,待雨勢減弱后再將雨水緩慢釋放至市政管網或回收利用,從而有效緩解管網壓力,提高區域排水能力。其“先鋒”作用體現在:
前置介入:在雨水產生徑流的早期階段就進行干預。
靈活部署:可在建成區見縫插針地實施,非常適合高密度城市。
經濟高效:相比深隧等大型工程,其建設和維護成本更具優勢。
二、技術解析:形式與原理
根據其與雨水管網的關系,主要分為在線式和離線式兩種。
在線式調蓄系統:如所述,該系統通過檢查井內的溢流堰與雨水管網直接連通。當降雨強度未超過設計標準時,雨水正常流向下游;當出現超標準降雨,水位上升至超過堰頂時,多余水量便會溢流進入調蓄設施。雨停后,蓄存的雨水再緩慢排入下游管網。這種方式適用于雨水系統支管服務區域的調蓄,能有效延緩洪峰。
離線式調蓄系統:雨水不直接通過調蓄設施流動,而是通過引流設施在降雨期間將超標雨水引入調蓄空間儲存起來,待降雨結束后再外排或利用。這種方式更便于實現雨水的收集回用。
此外,根據具體構造,還有多種實現形式,例如:
面層透水的結構:該結構從上至下包括透水層、找平層、隔離層、無砂大孔混凝土層、調蓄層(可由模塊拼裝)、排水管和防滲層等。雨水可自然下滲至調蓄層,系統性強。
淺層透水調蓄系統:如所述,這類系統通過透水裝置、支撐件和板件形成調蓄空間,實現硬質地表(如廣場、人行道)的透水鋪裝與調蓄功能結合,裝配便利。
下凹式綠地、生物滯留設施等:這些綠色基礎設施也利用淺層空間進行雨水滲透和暫時滯留,是該理念的生態化體現。
三、技術的核心優勢
提升防汛標準,有效防治內澇:通過在已建城區靈活設置設施,可以顯著提高區域應對超過原有設計標準降雨的能力。
節約土地與成本,性價比高:設施常建于綠地、廣場、停車場下方,不額外占用寶貴的地面空間。在經濟性上,雖需增加調蓄設施投資,但因減小了下游管網口徑和泵站規模,整體雨水系統投資可能持平甚至降低。加之其運行管理費用相對較低,全生命周期成本優勢明顯。
促進雨水資源化利用:離線式系統或具備雨水凈化功能的設施,可以將收集的雨水用于綠化灌溉、道路灑掃等,符合海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”的理念,助力水資源循環利用。
增強城市韌性:作為城市洪澇統籌治理體系中的重要一環,淺層調蓄與其他工程(如堤防、河道整治)和非工程措施(如預警系統)協同,共同構建“源頭減排、管網排放、蓄排并舉、超標應急”的立體防災體系,提升城市應對天氣的韌性。
四、挑戰與未來展望
盡管技術優勢突出,但其推廣應用仍面臨一些挑戰,如初期雨水污染可能導致的堵塞問題、在高地下水位或污染場地應用的局限性,以及需要更精細化的設計與運維管理。
未來,淺層調蓄技術的發展將呈現以下趨勢:
與智慧水務深度融合:借助物聯網、大數據和模型模擬技術,實現調蓄設施的智能化聯動調度,在降雨前預排空,精準控制蓄水與放水,發揮效能。
綠色與灰色基礎設施更緊密結合:強調設施與雨水花園、滲透塘等綠色措施的有機結合,形成更高效、更生態的雨水管理系統。
材料與技術的創新:如更高效、環保的透水材料、模塊化拼裝技術等將不斷涌現,提升設施性能并降低成本。
更加強調洪澇統籌:在流域和區域層面進行系統規劃,與上游截洪、河道治理、水庫調度等措施協同,實現真正的洪澇同治。
淺層調蓄技術以其貼近源頭、靈活高效、經濟實用的特點,確已成為現代城市內澇防治體系中的“地下先鋒”。它代表著從快速排澇到蓄排結合、智慧管理的雨洪管理理念轉變。面對氣候變化帶來的不確定性,未來城市更需要科學規劃和系統推進包括它在內的各類海綿城市建設措施,方能構建更具韌性的水安全格局,保障城市的可持續發展與人民的生命財產安全。
